CN109015054A - 轴向精度可调的夹具及使用该夹具进行零件加工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轴向精度可调的夹具及使用该夹具进行零件加工的方法。本发明不仅结构简单、操作便捷，同时满足被加工件形位精度要求。其结构主要包括卡具以及抱胎；卡具包括沿其轴向依次设置的支撑部、柔性部以及锁紧部；所述支撑部用于对卡具进行固定；所述柔性部在外力的作用下沿自身轴向产生0～0.2mm的形变；所述锁紧部与所述抱胎配合用于将待加工工件进行夹持。

Description

轴向精度可调的夹具及使用该夹具进行零件加工的方法
技术领域
本发明涉及一种校准夹具，具体涉及一种轴向精度可调的夹具及使用该夹具进行零件加工的方法。
背景技术
在机械加工领域，对于一般轴类和管类零件由于本身加工工艺和使用要求决定该类零件无需进行在进行加工时对其轴向方向的精度进行校准。
而对于与轴类和管类零件进行组合装配之后再进行二次加工的组合式零件来说，就需要在加工过程中对轴向方向和径向方向均进行校准，从而消除该类组合式零件的装配误差，从而满足该类零件的使用要求。
发明内容
本发明提供了一种结构简单、操作便捷，同时满足被加工件形位精度要求的轴向精度偏摆调校夹具。
另外，还提供了一种使用该夹具对组合式工件进行加工的方法，确保了零件了轴向加工精度。
本发明的具体技术方案是：
一种轴向精度偏摆调校夹具，包括卡具以及抱胎；
卡具包括沿其轴向依次设置的支撑部、柔性部以及锁紧部；所述支撑部用于对卡具进行固定；所述柔性部在外力的作用下沿自身轴向产生微量的形变(形变量为0～0.2mm)；所述锁紧部与所述抱胎配合用于将待加工工件进行夹持。
进一步地，所述支撑部为第一圆柱基体，且第一圆柱基体沿其中轴线开设有第一通孔；
所述柔性部包括第二圆柱基体、S个螺钉以及S个锁紧螺母；其中，第二圆柱基体沿中轴线开设有第二通孔，第二圆柱基体沿其外圆表面间隔设置有第一环形凸起和第二环形凸起；所述第一环形凸起上沿轴向开设有螺纹通孔，螺纹通孔有S个，且沿着圆周方向均匀分布；S个螺钉均分别与S个锁紧螺母、S个螺纹通孔相配合后S个螺钉的端面均与第二环形凸起接触；S≥2；
所述第一环形凸起与第二环形凸起的之间的圆柱基体部分上开设有M个相互不连通的圆弧形槽，所述圆弧形槽的开槽路径沿着圆周方向；每一条圆弧形槽均与所述第二通孔连通；M≥2；
锁紧部包括沿其自身轴向依次设置的第三圆柱基体，过渡基体以及圆锥台基体；
第三圆柱基体，过渡基体、圆锥台基体的内部开设有与待加工工件配合的第三通孔，第三圆柱基体的外表面设置有外螺纹，过渡基体的外径小于第三圆柱基体外径和圆锥台基体大端外径；
过渡基体沿其圆周方向均匀设置有N个小孔，圆锥台基体的侧壁上沿其圆周方向均匀开设有与所述N个小孔位置一一对应且相互连通的N条宽度为1mm的胀紧槽；胀紧槽的开设方向与圆锥台基体的母线方向一致；N≥2；N条胀紧槽和N个小孔均与第三通孔联通；
所述第一通孔、第二通孔、第三通孔相互连通，且第一通孔直径＜第二通孔直径＜第三通孔直径；
其中，S、N均优选为6个；M优选为8；
进一步地，所述抱胎包括圆柱形连接部和锥形锁紧部；圆柱形连接部的内表面设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，锥形锁紧部的内表面的锥度与所述圆锥台段的锥度相适配。
进一步地，所述圆弧形槽的宽度为0.3mm；
进一步地，所述圆锥台段的锥度和锥形锁紧部的内表面锥度均为15°。
进一步地，为了保证卡具有良好柔性的同时也具备良好的强度，所述卡具采用HPb59-1材料制作，所述抱胎采用的材质2A12材料制作。
基于上述夹具结构的描述，现对采用该夹具进行工件加工校准的方法进行简述：
【1】安装
【1.1】将径向可调的卡盘安装在精密加工车床主轴连接，要求精密加工车床主轴回转精度和轴向跳动小于0.001mm；
【1.2】利用卡盘夹持住夹具的支撑部；
【1.3】将待加工工件一端插装至夹具的第三通孔内，利用抱胎上的内螺纹与夹具上的外螺纹的螺纹配合，使抱胎挤压所述圆锥台基体，在N条胀紧槽的作用下圆锥台基体产生形变，从而将待加工工件的一端夹持住，另一端利用精密加工车床的锥钉定位；
【2】校调
【2.1】轴向校调；
将S个锁紧螺母松开，分别开始旋转S个螺钉，柔性部在M条圆弧形槽的作用下开始发生沿轴向方向的微小倾斜，使得待加工件的基准面轴向垂直精度控制在0.002mm以内，停止对螺钉进行旋转，再旋转锁紧螺母锁紧螺钉；
【2.2】径向校调；
通过调整卡盘，使待加工工件的径向基准精度控制0.002mm内
【3】利用精密加工车床开始对待加工工件进行切削加工。
本发明的有点在于：
1、本发明采用卡具和抱胎的结构，卡具的柔性部在轴向位置可以产生细微的调整量，实现了在精密加工车床上对零件进行加工时可以轴向精度进行校调，使得零件的加工精度进一步得到提升。
2、本发明的柔性部采用两个环形凸起、螺钉、锁紧螺母以及M条圆弧形槽的设计，实现柔性部能够简单、快捷、有效的进行调整，极为便于实际操作。
3、本发明的卡具和抱胎通过螺纹连接，N条胀紧槽挤压的方式对待加工工件进行固定锁紧，不仅便于操作，并且定位精度高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A向展开示意图。
附图标记如下：
1-卡具；
2-抱胎、21-连接部、22-锥形锁紧部；
3-支撑部、31-第一圆柱基体、32-第一通孔；
4-柔性部、41-第二圆柱基体、42-螺钉、43-锁紧螺母、44-第二通孔、45-第一环形凸起、46-第二环形凸起、47-圆弧形槽、48-通孔；
5-锁紧部、51-第三圆柱基体、52-过渡基体、53-圆锥台基体、54-第三通孔、55-小孔、56-胀紧槽。
具体实施方式
本发明提供一种轴向精度偏摆调校夹具，实现了在线对待加工工件的轴向、径向高精度形位公差进行校调，大大提高了零件的加工精度。
如图1和图2所示，一种轴向精度偏摆调校夹具，包括卡具1以及抱胎2；
卡具1包括沿其轴向依次设置的支撑部3、柔性部4以及锁紧部5(为了保证卡具的精度，支撑部3、柔性部4以及锁紧部5选用一个管材或棒料一体加工制成)；支撑部3用于对卡具进行固定；柔性部4在外力的作用下沿自身轴向产生微量的形变；锁紧部5与所述抱胎2配合用于将待加工工件进行夹持。
卡具的具体实例：
支撑部3为第一圆柱基体31，且第一圆柱基体沿其中轴线开设有第一通孔32；
柔性部4包括第二圆柱基体41、6个螺钉42以及6个锁紧螺母43；其中，第二圆柱基体41沿中轴线开设有第二通孔44，第二圆柱基体41沿其外圆表面间隔设置有第一环形凸起45和第二环形凸起46；第一环形凸起45上沿轴向开设有螺纹通孔，螺纹通孔有6个，且沿着圆周方向均匀分布；6个螺钉42均分别与6个锁紧螺母43、6个螺纹通孔相配合后6个螺钉42的端面均与第二环形凸起46接触；
第一环形凸起45与第二环形凸起46的之间的部分上开设有4个相互不连通的圆弧形槽47，圆弧形槽47的开槽路径沿着圆周方向；每一条圆弧形槽47均与所述第二通孔44连通；
本例中，4个圆环形槽47的具体成型过程是：在第一环形凸起45和第二环形凸起46之间的位置沿圆周方向先开设4组8个通孔(通孔与第二通孔贯通)，每组通孔(2个)各呈180°夹角分布，每组两个通孔之间在利用铣削的方式开设0.3mm圆弧形槽对两个通孔进行连通，每条圆弧形槽47交错布置。
锁紧部5包括沿其自身轴向依次设置的第三圆柱基体51，过渡基体52以及圆锥台基体53；
第三圆柱基体51，过渡基体52、圆锥台基体53的内部开设有与待加工工件配合的第三通孔54，第三圆柱基体51的外表面设置有外螺纹，过渡基体52的外径小于第三圆柱基体51外径和圆锥台基体53大端外径；
过渡基体52沿其圆周方向均匀设置有6个小孔55，圆锥台基体53的侧壁上沿其圆周方向均匀开设有与所述6个小孔55位置一一对应且相互连通的6条胀紧槽56；胀紧槽56的开设方向与圆锥台基体53的母线方向一致；6条胀紧槽56和6个小孔55均与第三通孔54联通；
第一通孔32、第二通孔44、第三通孔54相互连通，且第一通孔直径＜第二通孔直径＜第三通孔直径。
卡具整体采用HPb59-1材质加工成型。
抱胎的具体实例：
抱胎2包括圆柱形连接部21和锥形锁紧部22；圆柱形连接部21的内表面设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，锥形锁紧部22的内表面的锥度与所述圆锥台段的锥度相适配。抱胎整体采用2A12材质加工成型。
圆锥台段的锥度和锥形锁紧部的内表面锥度均为15°。
基于上述夹具结构的描述，现对采用该夹具进行工件加工的方法进行描述：
【1】安装
【1.1】将径向可调的卡盘安装在精密加工车床主轴连接，要求精密加工车床主轴回转精度和轴向跳动小于0.001mm；
【1.2】利用卡盘夹持住夹具的支撑部；
【1.3】将待加工工件一端插装至夹具的第三通孔内，利用抱胎上的内螺纹与夹具上的外螺纹的螺纹配合，使抱胎挤压所述圆锥台基体，在N条胀紧槽的作用下圆锥台基体产生形变，从而将待加工工件的一端夹持住，另一端利用精密加工车床的锥钉定位；
【2】校调
【2.1】轴向校调；
将S个锁紧螺母松开，分别开始旋转S个螺钉，柔性部在M条圆弧形槽的作用下开始发生沿轴向方向的微小倾斜，使得待加工件的基准面轴向垂直精度控制在0.002mm以内，停止对螺钉进行旋转，再旋转锁紧螺母锁紧螺钉；
【2.2】径向校调；
通过调整卡盘，使待加工工件的径向基准精度控制0.002mm内；
【3】在精密加工车床上采用金刚石刀具开始对待加工工件进行切削加工。

Claims (8)

1.一种轴向精度可调的夹具，其特征在于：包括卡具以及抱胎；
卡具包括沿其轴向依次设置的支撑部、柔性部以及锁紧部；所述支撑部用于对卡具进行固定；所述柔性部在外力的作用下沿自身轴向产生0～0.2mm的形变；所述锁紧部与所述抱胎配合用于将待加工工件进行夹持。
2.根据权利要求1所述的轴向精度可调的夹具，其特征在于：所述支撑部为第一圆柱基体，且第一圆柱基体沿其中轴线开设有第一通孔；
所述柔性部包括第二圆柱基体、S个螺钉以及S个锁紧螺母；其中，第二圆柱基体沿中轴线开设有第二通孔，第二圆柱基体沿其外圆表面间隔设置有第一环形凸起和第二环形凸起；所述第一环形凸起上沿轴向开设有螺纹通孔，螺纹通孔有S个，且沿着圆周方向均匀分布；S个螺钉均分别与S个锁紧螺母、S个螺纹通孔相配合后S个螺钉的端面均与第二环形凸起接触；S≥2；
所述第一环形凸起与第二环形凸起的之间的圆柱基体部分上开设有M个相互不连通的圆弧形槽，所述圆弧形槽的开槽路径沿着圆周方向；每一条圆弧形槽均与所述第二通孔连通；M≥2；
锁紧部包括沿其自身轴向依次设置的第三圆柱基体，过渡基体以及圆锥台基体；
第三圆柱基体，过渡基体、圆锥台基体的内部开设有与待加工工件配合的第三通孔，第三圆柱基体的外表面设置有外螺纹，过渡基体的外径小于第三圆柱基体外径和圆锥台基体大端外径；
过渡基体沿其圆周方向均匀设置有N个小孔，圆锥台基体的侧壁上沿其圆周方向均匀开设有与所述N个小孔位置一一对应且相互连通的N条宽度为1mm的胀紧槽；胀紧槽的开设方向与圆锥台基体的母线方向一致；N≥2；N条胀紧槽和N个小孔均与第三通孔联通；
所述第一通孔、第二通孔、第三通孔相互连通，且第一通孔直径＜第二通孔直径＜第三通孔直径。
3.根据权利要求2所述的轴向精度可调的夹具，其特征在于：所述抱胎包括圆柱形连接部和锥形锁紧部；圆柱形连接部的内表面设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，锥形锁紧部的内表面的锥度与所述圆锥台段的锥度相适配。
4.根据权利要求3所述的轴向精度可调的夹具，其特征在于：所述圆弧形槽的宽度为0.3mm。
5.根据权利要求4所述的轴向精度可调的夹具，其特征在于：所述圆锥台段的锥度和锥形锁紧部的内表面锥度均为15°。
6.根据权利要求5所述的轴向精度可调的夹具，其特征在于：所述卡具采用HPb59-1材料制作。
7.根据权利要求6所述的轴向精度可调的夹具，其特征在于：所述抱胎采用的材质为2A12材料制作。
8.一种零件加工的方法，其特征在于：使用权利要求7所述的夹具按一下步骤进行：
【1】安装
【1.1】将径向可调的卡盘安装在精密加工车床主轴连接，要求精密加工车床主轴回转精度和轴向跳动小于0.001mm；
【1.2】利用卡盘夹持住夹具的支撑部；
【1.3】将待加工工件一端插装至夹具的第三通孔内，利用抱胎上的内螺纹与夹具上的外螺纹的螺纹配合，使抱胎挤压所述圆锥台基体，在N条胀紧槽的作用下圆锥台基体产生形变，从而将待加工工件的一端夹持住，另一端利用精密加工车床的锥钉定位；
【2】校调
【2.1】轴向校调；
将S个锁紧螺母松开，分别开始旋转S个螺钉，柔性部在M条圆弧形槽的作用下开始发生沿轴向方向的微小倾斜，使得待加工件的基准面轴向垂直精度控制在0.002mm以内，停止对螺钉进行旋转，再旋转锁紧螺母锁紧螺钉；
【2.2】径向校调；
通过调整卡盘，使待加工工件的径向基准精度控制0.002mm内；
【3】利用精密加工车床开始对待加工工件进行切削加工。
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